在膝关节置换术(total knee arthroplasty，TKA)中股骨远端旋转对线对屈伸间隙平衡和髌股关节对线至关重要，是影响膝关节功能和假体寿命的重要因素。由于术者学习背景、理念和习惯的不同，股骨旋转参照轴线的选择一直以来是TKA学术争论的焦点。外科经股骨上髁轴(surgical transepicondylar axis，STEA)是公认的股骨远端旋转轴线[1]，但由于解剖和术中显露的原因，该轴线很难定位，寻求术中容易获得的参照轴线与该线的相关性一直以来是膝关节置换外科领域研究的热点。部分学者对正常人群股骨远端各旋转轴线进行了研究报道[2,3,4]，但TKA术中旋转截骨的评估及截骨板的安放是依据退变后的解剖形态，因此对膝关节退变人群进行术前轴线评估可能对TKA更有实际指导意义。本研究利用MRI在横断面图像上比较后踝轴(posterior condylar line，PCL)外旋3°线(3°PCL)、 临床经股骨上髁轴(clinical transepicondylar axis，CTEA)、 前后轴(anterior posterior line，APL)垂线相对于外科经股骨上髁轴(surgical transepicondylar axis，STEA)的精确度，旨在为术中旋转截骨提供理论支持。 1 资料与方法 1.1 一般资料
选取2013年6月至2014年1月来我中心行TKA的患者86例(86膝)，其中男性34例，女性52例，年龄51~70(63.7±8.7)岁。纳入标准：①符合美国风湿病协会(ACR)推荐的膝关节骨关节炎诊断标准；②年龄40~80岁；③均为膝关节重度骨关节炎伴轻度膝内翻(≤15°)；④MRI上股骨远端内上髁凹显示清晰。排除标准：①膝关节感染史；②关节外畸形；③膝关节外伤、手术史；④膝关节重度屈曲挛缩。
1.2 主要仪器设备及测量方法 1.2.1 体位及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)扫描方法
患者取仰卧位，患侧肢体自然放松，膝关节尽量伸直，并处于10°~15°外旋位。采用意大利百胜公司0.2T常导Artoscan C四肢关节专用扫描系统，膝关节专用线圈，扫描范围：自髌骨上极以上5 cm至胫骨平台下1 cm，进行膝关节横状面和矢状面扫描，GE：TR/TE=480～560 ms/16～20 ms，激励次数1次或2次；序列层厚4 mm、层距0.4 mm。在对膝关节横断面扫描时，扫描平面要与胫骨近端解剖轴相垂直，与矢状面上股骨前侧皮质相垂直。 1.2.2 股骨远端各轴线相对于STEA旋转角度的测量方法
将所得的连续断层扫描数据以PACS系统保存。由本科室2位高年资医师分别在横断面图像上定位分布在不同层面各轴线的骨性标志，分别画出3°PCL、STEA、CTEA、APL的垂线。将这些骨性标志轴线 投射到同一层面，测量3°PCL相对于STEA旋转的角度(A角)、CTEA相对于STEA旋转的角度(angle between CTEA and STEA，CSA)、APL的垂线相对于STEA旋转的角度(angle between perpendicular of APL and STEA，ASA)，最后取均值，精确到0.01°(表 1，图 1)。
| 参数 | 测量方法 |
| 股骨后髁轴(PCL) | 股骨后髁后侧最突出点的切线 |
| 外科经股骨上髁轴(STEA) | 股骨外上髁最凸点和内上髁沟最低点的连线 |
| 临床经股骨上髁轴(CTEA) | 股骨外上髁最凸点与内上髁最凸点的轴线 |
| 前后轴(APL) | 股骨滑车沟的最低点与髁间窝最高点的连线 |
| 股骨后髁角(PCA) | PCL相对于STEA旋转的角度 |
| A角 | PCL外旋3°线相对于STEA旋转的角度 |
| ASA | APL垂线相对于STEA旋转的角度 |
| CSA | CTEA相对于STEA旋转的角度 |
 |
| A：MRI横断面图像上标注STEA、PCL、CTEA、APL，分别用a、b、c、d表示；B：b外旋3°，获得3°PCL，用e表示，作d的垂线用f表示；C：以股骨外上髁最凸点为基点，作e的平行线e′，测量e′与a所成夹角即为A角；D：a与c所成夹角即为CSA；E：以股骨外上髁最凸点为基点作f的平行线f′，测量f′与a所成夹角即ASA 图 1 股骨远端横断面参照轴线标注及角度测量 |
数据以x ±s表示，采用SPSS 13.0统计软件中的单因素方差分析对测量的角度进行分析处理并进行两两比较。 2 结果 2.1 股骨远端参照轴线与STEA所成角度
86例患者中股骨内外后髁均存在关节软骨的磨损、骨质的增生。其中3例股骨内后髁磨损、退变严重(3.5%)，表现为PCL相对于STEA外旋；13例股骨内后髁磨损相对较轻使得PCA等于0°(15.1%)，即PCL与STEA平行；70例PCA＞0°(81.4%)，说明在膝关节重度骨关节炎伴轻度内翻人群中，股骨内外后髁虽较正常人群有变化，但由于在解剖上股骨前后径内髁大于外髁的原因，PCL较STEA仍是以内旋为主。A角是PCL外旋3°后与STEA所成夹角，数值上与PCA减去3°一致。
86例患者中股骨内上髁凹显示均清晰，测量时容易标记，获得CSA大小为2.04°～5.67°(3.78°±0.75°)，即临床经股骨上髁轴与外科经股骨上髁轴之间夹角接近4°。传统理念认为APL垂直于股骨上髁轴(STEA和CTEA)，本研究仅6例APL垂直于STEA(7%)，19例APL垂直于CTEA(22.1%)，APL与股骨上髁轴垂直关系不足1/3；86例患者ASA标准差3.17°与均数5.37°接近，提示APL不是很稳定，以APL垂线作为旋转截骨轴线准确性值得商榷。 2.2 3° PCL、CTEA、APL垂线与STEA准确性比较
单因素方差分析结果显示，A角和CSA、 A角和ASA、CSA和ASA之间差异有统计学意义(P<0.05)，将三者角度平均值进行比较后发现，准确性：3° PCL＞CTEA＞APL垂线(表 2)。
| 测量参数 | 均值 | 极大值 | 极小值 | |
| A角 | 0.63±1.82 | 5.06 | -4.06 | |
| CSA | 3.78±0.75ab | 5.67 | 2.04 | |
| ASA | 5.37±3.17a | 11.72 | -2.33 | |
| PCA | 2.38±1.82 | -7.06 | 2.06 | |
| a：P<0.05，与A角比较；b：P<0.05，与ASA比较 | ||||
随着我国老龄化社会的到来，膝关节退变、类风湿等原因引起膝关节疼痛、功能障碍的病例越来越多，TKA是解决终末期膝关节病损的主要手段，伴随着该手术的大量开展，并发症的控制成为关节外科医师越来越关注的问题，膝关节置换术后髌股关节并发症的发生率为11.5%~12%，占人工膝关节翻修原因的50%，股骨假体旋转力线不良是导致髌股关节并发症、股骨胫骨运动学异常、膝关节屈曲位不稳定的主要因素[5,6]，而重建股骨假体的旋转力线依赖于股骨远端旋转解剖参数的准确测量。股骨假体旋转对线的确定常用以下4种方法：AP轴线即Whiteside’s线、股骨上髁轴(STEA和CTEA)、后踝轴的3°外旋、屈曲间隙平衡技术。截骨参照轴线多样化，但终归考虑的是获得对称的屈曲间隙。
众多研究表明，以股骨上髁轴为参照轴进行股骨远端旋转截骨最为可靠，受股骨发育及关节退变的影响较小，股骨上髁轴分为CTEA和STEA，STEA是股骨远端假体旋转最可靠的参照轴线[4,7,8]，但股骨内上髁凹陷容易受到膝关节骨质退变、发育畸形、内侧副韧带止点阻挡的影响，使得STEA术中定位困难而临床应用受到限制。寻求其他参照轴线相对STEA的准确性是我们研究的重点，作为内外上髁轴最凸点连线的CTEA相对容易定位，Yoshino 等[9]曾对48例行TKA患者作骨性标记物研究，仅33膝能找到内上髁凹陷，内上髁凸却100%找到，并建议采用CTEA作为参照截骨轴线。Ozcelik等[10]推荐在CT扫描内髁切迹辨别困难时可以把CTEA内旋3°作为STEA。我们认为CTEA不能等同于STEA，两者之间CSA角是固定存在的；并且不同地区、不同人种股骨远端解剖形态是不同的[11]。本研究对86例膝关节重度骨关节炎伴轻度内翻患者进行研究，获得CSA角均值为3.78°，或许在STEA定位困难时，依据CTEA内旋4°截骨可能获得较好的结果。
大多数现代TKA系统提供基于PCL股骨侧旋转定位导板，对于欧美人种，参照PCL外旋3°截骨时，股骨旋转力线最好，但国内部分学者认为国人PCA与欧美人种存在明显差异，依据PCL外旋3°截骨容易导致假体内旋。Yip等[12]报道中国南方正常人的PCA男性为(5.1°±1.9°)，女性为(5.8°±1.8°)。岳德波等[3]报道中国北方人PCA平均＞3°，其中男性为5.1°，女性为5.8°，获得国人PCA大于欧美人种的结论，且纳入研究对象为正常人群，而TKA人群股骨后髁软骨磨损、退变，PCA将发生改变。本研究获得PCA大小为2.37°，与正常人群存在明显差异，因此，3°PCL并非是最适合国人膝关节置换人群的截骨轴 线，依据PCL外旋3°截骨可导致假体轻度外旋，但相对于CTEA、APL垂线，3°PCL却更接近STEA，准确性最高，依据PCL外旋2.5°进行股骨远端旋转截骨或许给患者带来更好的膝关节屈曲功能及髌股关节稳定性。
APL是股骨滑车最低点和髁间窝最高点的连线。在股骨旋转截骨过程中，部分学者倾向于借助APL垂线作为膝关节屈伸轴，我们认为这样定位容易出现误差，或许他们依据的是APL垂线始终与CTEA平行的理念，
但膝关节真正意义上的屈伸轴是STEA，并且对于滑车发育异常及严重髌股关节炎者，滑车软骨的磨损、退变，髁间窝骨质的增生，造成前后轴线定位存在难度，膝关节翻修时同样无法参照前后轴线。本研究ASA大小为(5.37°±3.17°)，提示前后轴线不是很稳定，对比其他两条参照轴线，可靠性最差。但对于外翻膝患者，往往伴有外髁的发育不良，后髁偏小，PCA继而＞3°，此时若依据PCL外旋3°截骨将会造成股骨假体内旋。Whiteside等[13]建议外翻膝采用APL定位，可以减少髌股关节并发症，改善髌骨轨迹，减少术中胫骨结节截骨的概率。
借助影像学检查手段进行个体化股骨远端旋转截骨是TKA发展的趋势[14,15]，然而软骨在CT上不显影，使得不能更好地评估膝关节骨关节炎患者股骨后髁残存软骨的厚度及旋转角度，忽略1°~2°[16,17]的股骨后髁软骨旋转角度不可避免地出现截骨误差。MRI较CT具有组织分辨率高并且对人体无辐射的优势，可清晰显示骨、软骨的解剖形态，可从冠状面、矢状面、横断面显示我们感兴趣的层面，在测量前定位股骨远端骨性标志时增加了辨认组织结构轮廓的准确性，减少了测量误差，提高了试验的精确度和可信度。本研究不足之处是纳入的研究者样本量较少，数据存在部分偏差，且研究对象未能完全包括膝关节重度骨关节炎患者，若对重度内翻畸形及外翻畸形患者同样纳入本研究并作对照分析，结果或许更具有代表性。这将督促我们继续搜集相关数据，增加样本数量，完善相应的数据库。
综上所述，对于膝关节重度骨关节炎伴轻度内翻畸形患者，术中在STEA定位困难时，可参照PCL外旋3°线截骨，相对于CTEA、AP轴垂线可靠性最高，但可能造成假体轻度外旋。为达到矩形的屈曲间隙，依据PCL最好外旋2.5°截骨，依据CTEA则需要内旋4°，而依据AP轴垂线截骨精确度最差。术前行MRI检查依据股骨轴线参数进行截骨可获得良好的髌股轨迹和膝关节屈曲间隙，提高术后疗效。
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